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大气CO2是引起温室效应的主要气体之一，在全球气候变化中扮演重要作用。全球大气CO2浓度的精确测量，对于增强对碳循环的理解和气候气象研究重大帮助，有助于可靠的预测将来的CO2排放收支平衡，因此具有重要的科学意义和应用价值。为了更好地预测气候变化，制定有效的政治框架来约束温室气体的排放，需要一个更精确高效的全球大气温室气体检测技术。 光学差分吸收激光雷达技术是一种高精度、高灵敏度的测量方法，已被广泛应用于痕量气体浓度测量等多个领域。它作为一种有效的，高精度的测量手段，不易受太阳辐射、气溶胶散射、地域、季节的影响，是一个全新的应用技术。本文首先简要介绍了机载积分路径差分吸收（IPDA）激光雷达的研究背景和国内外相关动态。第二章介绍了机载差分吸收激光雷达的探测原理以及CO2浓度反演方法。第三章介绍了激光雷达工作波长选择与优化，在介绍了相关大气模型的基础后，着重讨论了大气温度和权重函数对波长选择的影响，给出了优化的工作波长，on-line波数为6361.2250cm-1，off-line波数为6360.979cm-1。 第四章对机载IPDA激光雷达测量CO2浓度误差进行了分析。对选定的on-line波长6361.2250cm-1进行浓度测量误差分析。主要分析了相对随机误差中的光子噪声、探测器噪声、散斑噪声和背景噪声等引入的误差和相对系统误差中的温度不确定度、压强不确定度、水汽浓度不确定度、激光器参数（带宽、频率漂移、光谱纯度）、脉冲能量监测误差、平台指向变化引入误差、差分吸收双波长足印不重叠引起的地表反射率剧烈变化等产生的误差，通过理论分析和仿真给出了各误差源引入的CO2浓度测量误差，从而评估出对它们对IPDA系统测量CO2浓度的影响。最后对各个误差项进行了合成，给出了机载IPDA系统总误差，总误差为0.78ppm。 第五章进行了机载激光雷达系统初步地面验证试验，结合地面气象设备，获得大气参数（温度、压强、水汽），利用得到的数据进行大气CO2浓度的反演。受限于系统的不稳定性和数据量太少的原因，结果显示与气体分析仪测量的CO2浓度有误差约8ppm。